Neorogioltriol: A brominated diterpene with analgesic activity from Laurencia glandulifera

International audienceThe new tricyclic brominated diterpenoid, neorogioltriol (1), was isolated from the organic extract of the red alga Laurencia glandulifera, collected at Kefalonia Island in Western Greece. Assignment of the (1)H and (13)C NMR resonances were carried out by extensive analysis of its NMR spectra. The new metabolite was evaluated for its analgesic activity using the writhing test in mice and the formalin test in rats. A dose-dependant antiinociceptive response was observed in the writhing test at 0.5 and 1 mg/kg with an IC(50) of 12.5 mu g/kg. Compound 1 also inhibited the second phase of the formalin test. (c) 2008 Phytochemical Society of Europe Published by Elsevier B.V. All rights reserved

In Vivo and in Vitro Anti-Inflammatory Activity of Neorogioltriol, a New Diterpene Extracted from the Red Algae Laurencia glandulifera

Neorogioltriol is a tricyclic brominated diterpenoid isolated from the organic extract of the red algae Laurencia glandulifera. In the present study, the anti-inflammatory effects of neorogioltriol were evaluated both in vivo using carrageenan-induced paw edema and in vitro on lipopolysaccharide (LPS)-treated Raw264.7 macrophages. The in vivo study demonstrated that the administration of 1 mg/kg of neorogioltriol resulted in the significant reduction of carregeenan-induced rat edema. In vitro, our results show that neorogioltriol treatment decreased the luciferase activity in LPS-stimulated Raw264.7 cells, stably transfected with the NF-κB-dependent luciferase reporter. This effect on NF-κB activation is not mediated through MAPK pathways. The inhibition of NF-κB activity correlates with decreased levels of LPS-induced tumor necrosis factor-alpha (TNFα) present in neorogioltriol treated supernatant cell culture. Further analyses indicated that this product also significantly inhibited the release of nitric oxide and the expression of cyclooxygenase-2 (COX-2) in LPS-stimulated Raw264.7 cells. These latter effects could only be observed for neorogioltriol concentrations below 62.5 μM. To our knowledge, this is the first report describing a molecule derived from Laurencia glandulifera with anti-inflammatory activity both in vivo and in vitro. The effect demonstrated in vitro may be explained by the inhibition of the LPS-induced NF-κB activation and TNFα production. NO release and COX-2 expression may reinforce this effect

Isolation and pharmacological evaluation of bioactive metabolites from red algae: study of Laurencia, Asparagopsis and Falkenbergia species

The study of marine organisms as a source of bioactive secondary metabolites is a modern extension of natural products chemistry. The main target of this field is the discovery (isolation and structure elucidation) of new chemical compounds that are biosynthesized by marine organisms, the evaluation of their potential biological properties and their exploitation in scientific and industrial applications. The realization of the above is usually assisted by the study and elucidation of the ecological roles of the secondary metabolites in the ecosystem of the organism. The subject of the present PhD thesis is within the interests of marine natural products scientific area, aiming at the isolation of new bioactive natural products, the study of the geographic and seasonal variation and the evaluation of their pharmacological activities. Knowing the impressive number and the structural variety of the secondary metabolites produced by the genus Laurencia, we have decided to study in depth a number of the species that belong in the “complex” Laurencia and can be found along the Greek coasts, as well as the red alga Asparagopsis armata and its tetrasporiophytic Falkenbergia rufolanosa phase collected in Monte Negro and Salamis island respectively. The organic extracts obtained from the initial treatment of the organisms we processed with chromatographic techniques, mainly High Pressure Liquid chromatography, and yielded a number of metabolites that were characterized on the basis of their spectral data. The red alga Laurencia microcladia collected in Chios island yielded in total 41 metabolites, 11 of which were found to be new natural products, whereas the others with the exception of one compound are found for the first time as constituents of L. microcladia. The new natural products belong in the chemical class of brasilane sesquiterpenes (metabolite 5), bisabolane sesquiterpenes (metabolite 7), non halogenated aromatic sesquiterpenes (metabolites 10 and 11) and halogenated aromatic sesquiterpenes (metabolites 17, 21, 23, 28 - 31). Specimens of L. microcladia collected in Koufonisia and Elafonissos islands resulted in the isolation of one metabolite from each extract that are reported for the first time as constituents of the investigated organism. From specimens of the red alga L. majuscula collected at Ithaki island three metabolites were isolated and characterized. These metabolites are found for the first time as constituents of the investigated organism. From specimens of L. obtusa collected in Chalkidiki through chromatographic separations of the extract one metabolite was isolated. The organic extract of quantities of the red alga L. glandulifera collected in Crete yielded 19 metabolites 13 of which were found to be new natural products, whereas 5 of the rest are reported for the first time as constituents of L. glandulifera. The new natural products are acyclic polyunsaturated metabolites containing a terminal cis ene-yne group (metabolites 47), C15 acetogenin eight membered cyclic ethers with a characteristic terminal cis ene-yne group (metabolites 52 - 55), C15 acetogenin tetrahydrofuran ethers with a characteristic terminal cis ene-yne group (metabolites 56 - 60) and 2 brominated diterpenes (metabolites 61 and 62). ..............................................................................................................................................................................................................Η μελέτη των θαλάσσιων οργανισμών σαν πηγή βιοδραστικών δευτερογενών μεταβολιτών αποτελεί μία σύγχρονη προέκταση της χημείας φυσικών προϊόντων. Οι κύριοι στόχοι του ερευνητικού αυτού κλάδου είναι η ανακάλυψη (απομόνωση και δομικός χαρακτηρισμός) νέων χημικών ενώσεων που προέρχονται από θαλάσσιους οργανισμούς, η αξιολόγηση των πιθανών βιολογικών ιδιοτήτων τους και η αξιοποίηση τους σε σύγχρονους χώρους εφαρμογής. Η πραγματοποίηση των παραπάνω, συνήθως υποβοηθείται και συνοδεύεται από τη μελέτη και αποσαφήνιση του οικολογικού ρόλου των μεταβολιτών. Το αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής εντάσσεται στην επιστημονική περιοχή των θαλάσσιων φυσικών προϊόντων με στόχο την απομόνωση νέων φυσικών προϊόντων, την μελέτη της γεωγραφικής και εποχιακής τους διακύμανσης και την αξιολόγηση της φαρμακολογικής τους δράσης. Γνωρίζοντας τον εντυπωσιακό αριθμό των δευτερογενών μεταβολιτών και την ποικιλία των χημικών δομών που παράγουν τα είδη του γένους Laurencia αποφασίσαμε να μελετήσουμε διάφορα είδη που ανήκουν στο “σύμπλεγμα Laurencia” και βρίσκονται σε διάφορες θαλάσσιες περιοχές του Ελλαδικού χώρου, καθώς και το ροδοφύκος Asparagopsis armata και το τετρασποριόφυτό του Falkenbergia rufolanosa που συλλέχθηκαν στο Μαυροβούνιο και στη Σαλαμίνα, αντίστοιχα. Τα οργανικά εκχυλίσματα που προέκυψαν από την κατεργασία των οργανισμών, επεξεργάστηκαν με τεχνικές υγρής χρωματογραφίας, κυρίως υψηλής πίεσης, και απέδωσαν έναν αριθμό ουσιών, οι οποίες ταυτοποιήθηκαν δομικά μετά από φασματοσκοπική ανάλυση. Από το ροδοφύκος L. microcladia που συλλέχθηκε στη Χίο απομονώθηκαν συνολικά σαράντα ένας δευτερογενείς μεταβολίτες, εκ των οποίων οι έντεκα αποτελούν νέα φυσικά προϊόντα ενώ οι υπόλοιποι τριάντα εκτός από έναν αναφέρονται για πρώτη φορά ως συστατικά του ροδοφύκους L. microcladia. Τα νέα φυσικά προϊόντα είναι σεσκιτερπένια με σκελετό μπρασιλενίου (μεταβολίτης 5), σκελετό μπισαμπολένιου (μεταβολίτης 7), αρωματικά σεσκιτερπένια μη αλογονωμένα (μεταβολίτες 10 και 11) και αρωματικά αλογονωμένα σεσκιτερπένια (μεταβολίτες 17, 21, 23, 28 - 31). Από το ροδοφύκος L. microcladia που συλλέχθηκε στα Κουφονήσια και στην Ελαφόνησο απομονώθηκε ένας δευτερογενής μεταβολίτης από τον κάθε οργανισμό ο οποίος αναφέρεται πρώτη φορά ως συστατικό του φύκους L. microcladia. Από το ροδοφύκος L. majuscula που συλλέχθηκε στην Ιθάκη απομονώθηκαν τρεις δευτερογενείς μεταβολίτες, οι οποίοι αναφέρονται πρώτη φορά ως συστατικά του συγκεκριμένου οργανισμού. Από το ροδοφύκος L. obtusa που συλλέχθηκε στη Χαλκιδική, απομονώθηκε ένας δευτερογενής μεταβολίτης. Από το ροδοφύκος L. glandulifera που συλλέχθηκε στην Κρήτη, απομονώθηκαν δεκαεννέα δευτερογενείς μεταβολίτες, εκ των οποίων οι δεκατρεις αποτελούν νέα φυσικά προϊόντα, ενώ οι υπόλοιποι έξι, εκτός από έναν, αναφέρονται για πρώτη φορά ως συστατικά του ροδοφύκους L. glandulifera. Τα νέα φυσικά προϊόντα είναι άκυκλοι πολυακόρεστοι μεταβολίτες με τελική cis ene-yne oμάδα (μεταβολίτης 47), C15 ακετυλενικοί κυκλικοί αιθέρες με οκταμελή δακτύλιο και χαρακτηριστική cis ene-yne πλευρική αλυσίδα (μεταβολίτες 52 - 55), C15 ακετυλενικοί κυκλικοί αιθέρες με τετραϋδροφουρανικό δακτύλιο και χαρακτηριστική cis ene-yne πλευρική αλυσίδα (μεταβολίτες 56 - 60) και δύο βρωμιωμένα διτερπένια (μεταβολίτες 61 και 62). ..............................................................................................

C15 acetogenins with antistaphylococcal activity from the red alga Laurencia glandulifera

Five new C15 eight-membered cyclic ethers (1, 3–6) with a characteristic terminal cis ene–yne moiety, along with the previously reported acetylenic chloro diol (2) were isolated from the organic extract of the red alga Laurencia glandulifera, collected at Crete island in South Greece. Full assignment of all 1H and 13C resonances were carried out by extensive analysis of their NMR spectra. All metabolites were tested for their antistaphylococcal activity and the minimum inhibitory concentrations (MICs) of 2–5 were in the range of 8–256 μg/ml

Pharmacophore Modeling for Qualitative Prediction of Antiestrogenic Activity

A ligand-based pharmacophore approach for the prediction of antiestrogenic activity to be used as an in silico screening tool for bioactive compounds including natural products was developed using Catalyst HypoGen. The generated pharmacophore hypothesis (HYPO-7) consisted of five features, namely, one hydrophobic (HY1), two hydrophobic aromatic (HY2), one hydrogen-bond acceptor (HBA), and one hydrogen-bond donor (HBD). HYPO-7 successfully predicted the lack of cytotoxicity of a number of new metabolites isolated from the red alga Laurencia glandulifera. Furthermore, a screening of the Asinex Gold Collection database was performed by coupling HYPO-7 with a docking filtration, which resulted in a restricted set of 12 new scaffolds to be investigated as potential SERMs. The inhibitory activity of these compounds was evaluated in vitro using MCF7 human breast adenocarcinoma cell line. Ten out of the twelve compounds exhibited inhibitory activity with IC(50) values between 26 and 188 mu M. This result shows that application of HYPO-7 could assist in the selection of potentially active compounds, thus expediting the hit discovery proces